强韧牌增韧母料 是一种以微米或亚微米碳酸钙粒子为主要原料，经特殊的表面处理和精密的制造工艺而制得的用于增韧改性聚烯烃塑料的添加材料。该母料可使HDPE、共聚PP和均聚PP材料的常温及低温缺口冲击强度提高至原材料的2至4倍，弯曲模量提高30%至50%，并且改性材料的成型尺寸稳定性能获得显著改善，产品耐环境应力开裂性能比未改性料提高20左右倍，可明显改善塑料制品的耐久性能。改性材料的混合性能、加工流动性能优良，使用方便，材料性能可根据母料加入量随意控制。
强韧牌增韧母料主要技术指标
|
牌号 |
密度 g/cm3 |
增韧HDPE效果
悬臂梁缺口冲击强度（kJ/m2） |
熔体流动速率（g/10min） |
色泽* |
含水量 （%） |
|
ZR—250G |
≤ 1.88±0.04 |
≥20.0 |
0.5 ~ 4 |
本白 |
≤0.5 |
|
ZR—250B |
≤1.84±0.04 |
≥24.0 |
0.5 ~ 4 |
本白 |
≤0.5 |
|
ZR—500A |
≤1.78±0.04 |
≥28.0 |
0.5 ~ 4 |
本白 |
≤0.5 |
* 根据需要可以配备各种着色品种
产品应用范围：
增韧母料250G 主要用于HDPE水管、波纹管、吹塑托盘、中空容器、塑料周转箱等塑料制品（用量30-50%）。可提高制品冲击强度2~3倍，刚度提高~30%，降低塑料制品生产成本。
增韧母料250B 主要用于共聚PP周转箱、托盘、PPR管（用量10-30%）、PP集装袋扁丝（用量8-10%）、等塑料制品之中。可提高制品冲击强度3~5倍，刚度提高30~50%，降低塑料制品生产成本。
增韧母料500A 主要用于改性PP，用于制备小汽车保险杠、门板、仪表台（用量10-30%），提高冲击韧性和刚性，减少弹性体用量，降低产品成本。也直接应用于制备PP周转箱、托盘等具有较高要求的塑料制品之中。
增韧母料500F 主要用于HDPE低压膜中，提高薄膜挺度、延展性，强度及模量，并明显降低产品成本。在HDPE重包装袋中改性效果明显。
增韧母料500FL 主要用于LLDPE或LDPE薄膜中，提高薄膜挺度、延展性，强度及模量，并明显降低产品成本。在PE购物袋中改性效果显著。
强韧牌增韧母料改性HDPE的主要技术指标如下：
表1 强韧牌增韧母料250G改性HDPE5503材料性能
|
序号 |
母料用量/(%) |
悬臂梁缺口冲击/
(kJ/m2) |
拉伸强度/
(MPa) |
弯曲强度/
(MPa) |
弯曲模量/
(GPa) |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1 |
0 |
9.2 |
23.0 |
14.4 |
0.55 |
2.8 |
|
2 |
30 |
15.5 |
27.3 |
15.9 |
0.75 |
2.6 |
|
3 |
40 |
27.6 |
29.0 |
16.2 |
0.80 |
2.5 |
|
4 |
50 |
36.9 |
31.2 |
16.4 |
0.86 |
2.4 |
注：材料经简单混合后直接注塑制样，模具温度40－60度，HDPE5503为扬子石化产瓶盖料。
表2 强韧牌增韧母料250G改性HDPE4803材料性能
|
序号 |
母料用量/(%) |
悬臂梁缺口
冲击/
(kJ/m2) |
拉伸强度/
(MPa) |
弯曲强度/
(MPa) |
弯曲模量/
(GPa) |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1 |
0 |
45.2 |
44.1 |
14.6 |
0.54 |
1.0 |
|
2 |
30 |
54.5 |
40.9 |
15.7 |
0.67 |
1.4 |
|
3 |
40 |
56.5 |
40.6 |
16.1 |
0.73 |
1.6 |
|
4 |
50 |
49.8 |
41.6 |
16.1 |
0.76 |
1.7 |
注：材料经简单混合后直接注塑制样，模具温度40－60度，HDPE4803为扬子石化产管材料。
表3 强韧牌增韧母料250B改性HDPE5306J性能
|
序号 |
母料品种及用量/ %
|
悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
简支梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
－30℃悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
拉伸强度/
MPa |
弯曲强度/
MPa |
弯曲模量/
GPa |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1
2
3
4 |
0
30
40
50 |
5.1
5.4
10.3
17.4 |
6.0
4.9
10.5
16.2 |
2.7
2.6
5.6
9.1 |
24.9
25.0
26.4
25.7 |
19.5
20.2
20.3
20.4 |
0.89
1.04
1.09
1.17 |
6.4
5.3
3.9
3.4 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃，HDPE5306J为扬子石化产低压注塑料。
表4 强韧牌增韧母料250B改性HDPE5306J/HDPE5000S（2/1）混合料性能
|
序号 |
母料品种及用量/ %
|
悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
简支梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
－30℃悬臂梁缺口冲击强度/(kJ/m2) |
拉伸强度/
MPa |
弯曲强度/
MPa |
弯曲模量/
GPa |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1
2
3
4 |
0
30
40
50 |
8.1
9.5
28.3
33.4 |
8.8
9.7
18.4
30.0 |
3.4
3.9
14.9
17.0 |
25.4
25.9
27.4
26.8 |
19.1
20.1
19.8
20.3 |
0.88
1.02
1.08
1.15 |
3.2
3.1
2.6
2.3 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃，HDPE5306J/HDPE5000S为用于注塑托盘的混合料。
表5 强韧牌增韧母料250B改性HDPE5000S材料性能
|
序号 |
母料品种及用量/ % |
悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
简支梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
拉伸强度/
MPa |
弯曲强度/
MPa |
弯曲模量
/
GPa |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1
2
3
4 |
0
30
40
50 |
23.5
51.5
51.6
54.3 |
18.1
33.0
61.0
73.9 |
28.1
34.0
36.8
42.3 |
17.6
19.1
19.4
20.1 |
0.75
0.91
1.01
1.18 |
1.1
1.1
1.1
1.0 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃，HDPE5000S为扬子石化产拉丝料。
表6 强韧牌增韧母料改性PPF401性能
|
序号 |
母料品种及用量/ %
|
悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
简支梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
－30℃悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
拉伸强度/
MPa |
断裂伸长率
/ % |
弯曲强度/
MPa |
弯曲模量/
GPa |
熔体流动速率/
（g/10min） |
|
1
2
3
4
5 |
PPF401
250B型25
500A型25
500E型25
500E型50 |
3.1
6.9
6.3
11.8
54.1 |
7.0
9.7
9.1
9.1
24.3 |
1.9
2.4
2.4
|
43.3
37.0
38.1
38.4
32.6 |
400
650
721
65.8
41.0 |
37.7
39.5
39.7
39.1
33.4 |
1.46
1.80
1.82
1.64
1.63 |
2.5
3.1
3.2
2.2
2.6 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃
表7 强韧牌增韧母料250B改性PPJ340性能
|
序号 |
母料品种及用量/ % |
悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
简支梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
拉伸强度
/
MPa |
弯曲强度
/
MPa |
弯曲模量
/
GPa |
熔体流动速率
/
(g/10min) |
|
1
2
3
4 |
0
10
20
30 |
10.5
53.7
58.3
65.1 |
16.9
18.8
21.6
23.3 |
36.8
35.2
33.4
31.8 |
33.1
31.8
31.4
31.7 |
1.30
1.42
1.47
1.55 |
2.0
2.1
2.3
2.1 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃，PPJ340为扬子石化产共聚PP注塑料。
表8 强韧牌增韧母料250B和220B改性PPR4220管材料性能
|
序号 |
母料品种及用量
/ %
|
悬臂梁缺口冲击强度/(kJ/m2) |
拉伸强度
/
MPa |
断裂伸长率
/ % |
弯曲强度
/
MPa |
弯曲模量
/
GPa |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1
2
3 |
PPR4220
PPR4220/250B=70/30
PPR4220/220B=70/30 |
42.2
63.5
68.0 |
31.3
30.3
30.8 |
381
594
746 |
18.8
17.5
17.7 |
0.678
0.745
0.749 |
0.18
0.41
0.40 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃，PPR4220为北京燕石化工有限公司管材料。
表9 强韧牌增韧母料500A改性PPJ340性能
|
序号 |
母料品种及用量/ % |
悬臂梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
简支梁缺口冲击强度/
(kJ/m2) |
－30℃悬臂梁缺口冲击强度/(kJ/m2) |
拉伸强度
/MPa |
断裂伸长率
/% |
弯曲强度
/MPa |
弯曲模量
/GPa |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1
2
3
4 |
0
20
30
40 |
10.5
51.8
63.4
62.2 |
16.9
23.9
43.5
48.1 |
2.5
4.8
6.0
5.4 |
36.8
34.6
33.2
31.5 |
138
526
525
518 |
33.1
33.0
32.4
31.5 |
1.30
1.40
1.53
1.59 |
2.0
2.3
2.4
2.8 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃，PPJ340为扬子石化产共聚PP注塑料。
表10 强韧牌增韧母料500A改性PP8003性能
|
序号 |
母料品种及用量/ %
|
悬臂梁缺口冲击强度/(kJ/m2) |
简支梁缺口冲击强度/(kJ/m2) |
－30℃悬臂梁缺口冲击强度/(kJ/m2) |
拉伸强度/
MPa |
断裂伸长率
/ %
|
弯曲强度/
MPa |
弯曲模量/
GPa |
熔体流动速率/
(g/10min) |
|
1
2
3
4 |
PP8003
500A型20
500A型30
500A型40 |
45.8
63.7
67.7
67.0 |
32.2
75.4
81.7
97.5 |
5.7
8.1
9.2
10.7 |
29.7
27.2
26.1
25.5 |
471
528
471
314 |
27.3
28.2
27.5
27.3 |
1.05
1.29
1.33
1.42 |
2.6
3.2
3.2
3.4 |
注：材料组份经简单混合后直接注射制样，模具温度50～60℃，PP8003为扬子石化公司产品
表11 强韧牌增韧母料500A对PP改性汽车材料力学性能影响
|
序号 |
材料配方组成/ %
|
悬臂梁缺口冲击强度/(kJ/m2) |
拉伸强度
/MPa |
断裂伸长率
/ % |
弯曲强度
/MPa |
弯曲模量
/MPa |
熔体流动速率/
(g/10min) |
洛氏硬度 |
|
1
2
3
4
5
6 |
PP8003/PP7726/母料500A
=50/30/20
PP8003/PP7726/母料500A
=40/40/20
PP8003/PP7726/母料500A
=55/25/20
PP8003/PP7726/3000目滑石/500A
=30/50/10/10
PP8003/PP7726/3000目滑石/500A
=40/40/10/10
PP8003/PP7726/3000目滑石/500A
=55/25/10/10 |
50.1
51.8
59.0
17.5
47.3
49.0 |
22.0
22.7
23.4
25.5
24.7
25.2 |
502
446
403
262
273
442 |
22.7
22.7
22.6
29.4
29.1
28.7 |
1020
1020
1030
1580
1570
1520 |
11.8
9.6
6.1
10.2
8.1
5.9 |
60
60
62
64
64
64 |
注：材料组份经简单混合后190℃下双螺杆挤出机共混造粒、注射成型机注塑制样，PP8003为扬子石化产共聚注塑料，PP7726为燕山石化产高流动性共聚注塑料。
产品改性原理
一般填充母料中的石粉颗粒尺寸较大，通常在10µm左右，与PE基体结合不好，材料界面有空洞、间隙和缺陷，故材料性能较脆。一般只能加入少量，并且对实际产品的长期耐环境应力开裂性能将具有不利的影响。
而强韧牌增韧母料采用平均粒径0.5-1µm左右的超细石粉构成，且偶联处理效果较好，材料界面结合力较强，在界面及基体内部不含空洞、间隙等缺陷，故改性材料的冲击韧性及力学强度等性能均较高。在最佳加入量30-40%的情况下，由于材料成型时基体的收缩，导致材料界面及基体中形成网络状晶体结构，基体结晶度增大，材料拉伸、弯曲强度及模量明显提高，特别是缺口冲击强度提高2-3倍（对HDPE)，或3-5倍（对共聚PP）左右，耐环境应力开裂性能也获得了大大的改善。
填充母料与增韧母料改性材料的结构比较：
其中特别是材料基体中网络状晶体结构的形成，是改性材料综合性能明显高于HDPE全新料的关键，（注：一般PP或PE全新料材料为球晶晶体结构，性能并不是最好的）。
增韧母料改性材料基体中网络状晶体结构模型及其电镜照片证明：
